功率放大器及芯片、设备制造技术

本申请实施例公开了一种功率放大器及芯片、设备；其中，所述功率放大器包括：偏置电路，用于给所述功率放大器的放大电路提供偏置电压，以使所述放大电路工作在放大状态；阻抗变换电路，与所述放大电路并联连接，用于降低所述放大电路的输出节点的阻抗，以提高所述功率放大器的线性度；输出匹配电路，与所述放大电路串联连接，用于使所述放大电路的输出节点的阻抗与所述功率放大器的外接负载的阻抗相匹配；其中，所述外接负载连接在所述输出匹配电路的输出端。路的输出端。路的输出端。

【技术实现步骤摘要】
功率放大器及芯片、设备


[0001]本申请实施例涉及电子
，涉及但不限于功率放大器及芯片、设备。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的快速发展，第五代移动通信技术（5G通信技术）已经逐步成为主流通信方式；5G通信技术对功率放大器的带宽提出了更高的要求，信号最大带宽由第四代移动通信技术（4G通信技术）时的20Mz提高到5G时的100MHz；随着带宽的提高，功率放大器（Power Amplifier，PA）的记忆效应越来越严重，从而急剧恶化了PA的线性度。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请实施例提供的功率放大器及芯片、设备，能够降低功率放大器中放大电路输出节点的阻抗，从而改善功率放大器的线性度。本申请实施例提供的功率放大器及芯片、设备是这样实现的：本申请实施例提供一种功率放大器，包括：偏置电路，用于给所述功率放大器的放大电路提供偏置电压，以使所述放大电路工作在放大状态；阻抗变换电路，与所述放大电路并联连接，用于降低所述放大电路的输出节点的阻抗，以提高所述功率放大器的线性度；输出匹配电路，与所述放大电路串联连接，用于使所述放大电路的输出节点的阻抗与所述功率放大器的外接负载的阻抗相匹配；其中，所述外接负载连接在所述输出匹配电路的输出端。
[0004]本申请实施例提供一种射频芯片，包括本申请实施例任一所述的功率放大器。
[0005]本申请实施例提供一种电子设备，包括本申请实施例任一所述的功率放大器。
[0006]在本申请实施例中，提供一种功率放大器，其中包括阻抗变换电路，该电路与放大电路并联连接，从而降低该放大电路的输出节点的阻抗，进而提高功率放大器的线性度。
附图说明
[0007]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。
[0008]图1为放大管的二阶非线性产生三阶交调失真（The 3rd order intermodulation distortion，IMD3）分量的机理示意图；图2为放大管的等效电路示意图；图3为相关技术中功率放大器的结构示意图；图4为本申请实施例功率放大器的结构示意图；图5A为本申请实施例功率放大器的结构示意图；图5B为本申请实施例功率放大器的结构示意图；图5C为本申请实施例功率放大器的结构示意图；图5D为本申请实施例功率放大器的结构示意图；
图6为本申请实施例功率放大器的结构示意图；图7为本申请实施例功率放大器的结构示意图；图8为本申请实施例功率放大器的结构示意图；图9为功率放大器中增加阻抗变化电路前与增加阻抗变化电路后的IMD3向量的效果对比图；图10为本申请实施例功率放大器的结构示意图；图11为LC串联网络在叠管功率放大器上使用的示例的示意图；图12为LC串联网络在双极型管功率放大器上使用的示例的示意图；图13为LC串联网络在级联功率放大器上驱动级、末级同时使用的示例的示意图；图14为本申请实施例功率放大器工作方法的实现流程示意图；图15为本申请实施例射频芯片实体示意图；图16为本申请实施例电子设备实体示意图。
具体实施方式
[0009]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
[0010]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
[0011]在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
[0012]需要指出，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”用以区别类似或不同的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
[0013]本申请实施例提供一种功率放大器，该功率放大器主要应用于射频芯片和电子设备中，其中，所述电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机等包括功率放大器的电子设备。
[0014]为便于理解本申请实施例的技术方案，以下对本申请实施例的相关技术进行说明。
[0015]功率放大器的线性度一般用邻道功率比（Adjacent Channel Power Ratio，ACPR）表征，ACPR可以认为是由不同载波、不同带宽的IMD3分量积分得到的。通常采用IMD3对功率放大器进行理论分析。
[0016]功率放大器（PA）的线性指标由IMD3来表征，IMD3主要来自放大管的三次非线性、二次谐波频率和基频混频、包络频率和基频混频。以放大管为MOS管来说，器件本身的三阶非线性会直接在主路径上产生IMD3分量。
[0017]MOS管的内部结构如图1所示，结合该图，如以下（1）至（4），对二次非线性产生IMD3
分量的机理进行简要描述：（1）由于MOS管的二阶非线性，所以该放大管在它的输出端口会产生二阶谐波电流（2ω1、2ω2）和包络频率电流(ω1
‑
ω2、ω2
‑
ω1）；（2）这些电流与相应频率对应的输出节点的阻抗相乘，形成二阶谐波电压信号和包络频率电压信号；（3）这些非线性电压信号（即二阶谐波电压信号和包络频率电压信号）通过结电容Cgd和结电容Cgs等反馈路径反馈到输入节点；（4）二阶谐波和包络频率电压信号在输入节点与基频混频，由主路径放大，形成输出端的IMD3分量。
[0018]以下为更详细理论的描述：放大管的等效电路如图2所示；输出电流id与栅级电压Vg、漏级电压Vd的关系如下公式1所示：（1）；其中，、、、、、和为放大管的非线性项；输出IMD3右边带电压的计算如下公式2所示：IMD3+：（2）；输出IMD3左边带电压的计算如下公式3所示：IMD3
‑
：（3）；图3为相关技术中功率放大器的结构示意图。如图3所示，射频信号由射频输入（RFIN）端口输入，到射频输出（RFOUT）端口输出，C1为隔直电容，R1为隔离射频的电阻，Vg端口给放大管（Q1）提供偏置电压。L1电感为隔离射频的电感，同时也参与部分输出匹配。L2、C2和C3为功率放大器的输出匹配网络（output match）的器件。
[0019]相关技术中，通过提高偏置电压Vg，能够相应提高静态工作点Icq，使得放大管Q1工作在甲类（class A，A类）状态，此时影响输出电流id的非线性项、、、、、、减小，则计算公式2和公式3中与非线性项相关的系数、、相应减小，使得IMD3电压和减小，从而改善功率放大器的宽带线性度。但放大器工作在A类状态时，效率会大大降低，因此极大地恶化了射频功率放大器的效率。为此，提出了本申请实施例的以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率放大器，其特征在于，包括：偏置电路，用于给所述功率放大器的放大电路提供偏置电压，以使所述放大电路工作在放大状态；阻抗变换电路，与所述放大电路并联连接，用于降低所述放大电路的输出节点的阻抗，以提高所述功率放大器的线性度；输出匹配电路，与所述放大电路串联连接，用于使所述放大电路的输出节点的阻抗与所述功率放大器的外接负载的阻抗相匹配；其中，所述外接负载连接在所述输出匹配电路的输出端。2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述放大电路，包括：放大管模组；其中，所述放大管模组的栅极端与所述偏置电路的输出端连接，所述放大管模组的源极端接地，所述放大管模组的漏极端与所述阻抗变换电路的输入端以及所述输出匹配电路的输入端连接。3.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述阻抗变换电路，包括：第一电容和第一电感；其中，所述第一电容的一端接地，所述第一电容的另一端与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述放大管模组的漏极端连接；或者，所述第一电感的一端接地，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述放大管模组的漏极端连接。4.根据权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述阻抗变换电路，包括：第一电容和第一微带线；其中，所述第一电容的一端接地，所述第一电容的另一端与所述第一微带线的一端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欢欢，戴大杰，苏强，
申请(专利权)人：广州慧智微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：